讓家庭影院系統(tǒng)區(qū)別于普通的帶立體聲揚聲器電視的最大特點就是側面和背部的揚聲器。一個標準的家庭影院系統(tǒng)有三個前置揚聲器，兩個側置和后揚聲器，還有一個輔助低音喇叭。
絕大多數(shù)消費者不安裝后置揚聲器，因為他們不愿讓連線布滿整個房間，而且在墻內(nèi)或地毯和地板下步線的成本過高。但他們沒有意識到自己失去了什么。電影的音軌是以多聲道錄制來產(chǎn)生三維效果的，因此，卡羅米拉克斯家庭影院的熱衷者就認為取消后置揚聲器是一種犯罪。
幸運的是，人們已經(jīng)不必在繁雜的布線工作和擁有一個完整的環(huán)繞立體聲體驗中進行取舍了。側置/后置揚聲器或輔助低音喇叭能通過環(huán)繞立體聲接收器無線式接收音頻信號。
通常使用的無線傳輸技術是基于2.4GHz的自由RF頻段的，該波段多被藍牙和多種不同的Wi-Fi系統(tǒng)所使用。實際應用中，44.1kHz/16位的CD音質(zhì)未壓縮立體聲信號需要1.4112Mb/s的帶寬來傳輸。藍牙的速度滿足不了這種要求，其最大速率為1Mb/s。Wi-Fi雖擁有11～54Mb的帶寬，但其用在家庭影院方面有一堆的問題。最大的麻煩就是傳輸延遲。
當Wi-Fi數(shù)據(jù)包被不停地驗證或檢查時，實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t就會從10毫秒變成上百毫秒，這種延遲會使得音頻和視頻信號不再同步。解決這個問題將會意味著使用硬件增強緩存來補償延時。但硬件的使用會增加終端產(chǎn)品的成本，使其遠離消費者。此外，通過Wi-Fi或藍牙傳輸?shù)男盘栆材芡ㄟ^墻傳輸，這就有可能同其他信號產(chǎn)生干擾。例如，無線局域網(wǎng)設備或工作在2.4GHz的無繩電話。
散射式紅外光
相比于很少用于傳輸音頻信號，紅外光常用于傳輸數(shù)據(jù)信號，例如，電視遙控器。遙控器內(nèi)置了一個紅外發(fā)射器，其能傳輸調(diào)制過的紅外光束。一般來說，紅外光的波長為750～1050nm，具有多數(shù)可見光的物理特性，除了不可見之外。紅外光像可見光一樣，會從天花板、墻壁和室內(nèi)的其他物體上進行全反射。
紅外傳輸有兩種：直接傳輸和散射。直接紅外線的特點是在發(fā)射器和接收器之間需要一個無阻塞的通路。
電視遙控器和基于IrDA的技術都屬于這個范疇。散射紅外光則是非直線和沒有固定反射角度的。它就像從白熾燈發(fā)射的光線一樣，通過墻和天花板的反射來照亮整個房間。
散射式紅外光有幾個適合于向側置/后置揚聲器傳輸信號的特點。Infra-Com的IrGate系統(tǒng)就很好地詮釋了這些特性。IrGate系統(tǒng)可用于室內(nèi)高速無線數(shù)據(jù)通信，也適合家庭影院中的高端音頻信號傳輸。
散射式紅外光如何工作
如圖1(a)所示，發(fā)送器從環(huán)繞立體聲接收器中接收音頻信號。這個信號由模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字式，然后被數(shù)字芯片信道化，編碼和調(diào)制。數(shù)字芯片通過兩線式總線直接同紅外發(fā)光二極管驅(qū)動器芯片連接，一個數(shù)字芯片能驅(qū)動菊花鏈配置中的多個IRED驅(qū)動器芯片。最終輸出信號是一個基帶信號，沒有在載頻上調(diào)制。
接收器(見圖1(b))使用一個帶透鏡的PIN光電二極管陣列來接收紅外信號。發(fā)送信號會因為吸收和多重反射而減弱，因此只有一小部分能到達接收器。因此，散射式紅外接收器必須有高靈敏度，最低為40dB。紅外光攜帶的調(diào)制音頻信號被轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€電子信號，通過強大的模擬和數(shù)字技術來處理，以從環(huán)境光信號中分離出來。
連接距離：12m
散射式紅外IrGate芯片組可創(chuàng)建最大為12m的通信連接。散射紅外信號通過一個廣角IRED陣列發(fā)射，其中，每個燈管的發(fā)射角都為±45°。這個陣列通常指向天花板。
圖2為漫步者的“彩虹”紅外無線音頻系統(tǒng)——2008年CES創(chuàng)新獎和CeBIT的IF產(chǎn)品設計獎的得主。其圓柱形紅外玻璃是用來散射光信號的，發(fā)射出的信號會在天花板和鄰近的墻壁上制造“紅外點”。這些表面被當作自然的反射器或擴散體來將紅外光擴展到整個房間。人們行走，或在屋內(nèi)修補物體都不會干擾通信的進行。發(fā)射器能發(fā)出不同級別的光強，這樣就能進行不同距離的通信。
圖2 “彩虹”紅外無線音頻系統(tǒng)
數(shù)據(jù)傳輸率和無延遲特性
IrGate目前能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸率為25Mb/s(半雙工)。這樣高的數(shù)據(jù)傳輸率允許同時進行4路未壓縮的脈沖信號調(diào)制數(shù)字音頻信道傳輸。它能自動支持44.1kHz/48kHz/88.2kHz/96kHz的采樣頻率和24bit的采樣長度。在音視頻信號不與RF傳輸同步的地方，散射式紅外光能以足夠的帶寬來執(zhí)行前向糾錯功能，其允許接收器探測和糾正偶發(fā)性錯誤而無須進行重發(fā)。IrGate的等待時間為100μs，很容易使音視頻同步。
安全性
紅外信號不能穿墻，臨近屋里的天線也不能偷聽。雖然這與家庭影院應用關系不大，但卻是紅外音頻傳輸在城鎮(zhèn)法庭使用的關鍵因素。那些聽力有缺陷的或需要語言翻譯的人，會使用紅外耳機。律師、證人、翻譯和法官帶的耳機都會連到同一個系統(tǒng)上，這個系統(tǒng)將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外信號再送回屋內(nèi)。在屋內(nèi)，紅外信號是非常安全的(以上這一段是描述美國的狀況)。
規(guī)范和成本
IRED發(fā)送器陣列使用的1級LED發(fā)送器類似于電視遙控器上的發(fā)送器，這說明它是對眼睛無害的。而且，840～950nm的光帶寬在全世界范圍內(nèi)是未受管理的，不需要每個國家的頻率劃撥、特殊實驗或標記。這對于需要本地測試和批準的RF系統(tǒng)來說，是一個重要的優(yōu)點。
紅外光電二極管和接收器是相當便宜的。IrGate使用了Vishay公司的高靈敏度TSFF5510紅外發(fā)射器，其波長為870nm，在38°發(fā)射角下的光強為32mW，周期為15ns。
下一代產(chǎn)品
液晶電視要變得更薄，生產(chǎn)商的目標是1cm的厚度，因此很難把高級的揚聲器集成進去。條式揚聲器有可能同電視集合到一起，以提供高性能音頻功能。即使現(xiàn)在，消費者仍然不能分辨高清電視和普通電視的區(qū)別，但他們能清楚地辨別揚聲器的好壞。假定消費者對有線揚聲器不感興趣，那么不僅側置或后置的揚聲器可能無線化，甚至前端的條式音箱都能無線化，而在這些應用中，散射式紅外將成為一個非常有效的手段。
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